材料物理性能
材料物理性能及测试
材料物理性能及测试材料的物理性能是指材料在物理方面的性质和行为，包括材料的力学性能、热学性能、电学性能以及光学性能等。
这些性能对于材料的使用和应用起着重要的作用。
为了准确地评估和测试材料的物理性能，科学家和工程师使用了各种测试方法和仪器设备。
一、力学性能力学性能是衡量材料在外力作用下的行为的一种性能。
主要指材料的强度、韧性、硬度、延展性等。
常用的测试方法包括拉伸测试、压缩测试、剪切测试和弯曲测试等。
1.拉伸测试拉伸测试是一种常见的方法，用来评估材料的强度和延展性。
在拉伸测试中，材料样品被施加拉伸力，通常通过测量载荷和伸长量来计算拉伸应力和应变。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中承受的最大应力，屈服强度是指材料开始产生可观察的塑性变形的应力。
2.压缩测试压缩测试用于测量材料在受压力下的性能。
将材料样品放入压力装置中，施加压力使其受到压缩，通过测量载荷和位移来计算压缩应力和应变。
压缩强度是指材料在压缩过程中承受的最大应力。
3.剪切测试剪切测试用于评估材料的抗剪切能力。
将材料样品放入剪切装置中，施加剪切力使其发生剪切变形，通过测量载荷和位移来计算剪切应力和应变。
剪切强度是指材料在剪切过程中承受的最大应力。
弯曲测试用于评估材料在弯曲载荷下的行为。
将材料样品放入弯曲装置中，施加弯曲力使其发生弯曲变形，通过测量载荷和位移来计算弯曲应力和应变。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中承受的最大应力。
二、热学性能热学性能是指材料在温度变化下的行为。
主要包括热膨胀性、热导率、比热容等性能。
常用的测试方法包括热膨胀测试、热导率测试和比热容测试等。
1.热膨胀测试热膨胀测试用于测量材料随温度变化而发生的膨胀或收缩。
在热膨胀测试中，材料样品被加热或冷却，通过测量长度变化来计算热膨胀系数。
2.热导率测试热导率测试用于测量材料传导热的能力。
在热导率测试中，材料样品的一侧被加热，另一侧被保持在恒定温度，测量两侧温度差来计算热导率。
3.比热容测试比热容测试用于测量材料吸热或放热的能力。
材料物理性能名词解释
铁电性：电偶极子由于它们的相互作用而产生的自发平行排列的现象。
屈服极限：中档应力足够大，材料开始发生塑性变形，产生塑性变形的最小应力。
延展性：指材料受塑性形变而不破坏的能力。
构建的受力模型：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲塑性形变：指外力移去后不能恢复的形变。
热膨胀：物体的体积或长度随着温度的升高而增加的现象称为热膨胀，本质是点阵结构中质点的平均距离随温度升高而增大。
色散：材料的折射率随入射光频率的减小而减小的性质。
抗热震性：是指材料承受温度的剧烈变化而抵抗破坏的能力。
蠕变：对材料施加恒定应力时。
应变随时间的增加而增加，这种现象叫蠕变。
此时弹性模量也将随时间的增加而减少。
弛豫：对材料施加恒定应变，应力随时间减少的现象，此时弹性模量也随时间而降低。
滞弹性：对于理想弹性固体，作用应力会立即引起弹性形变，一旦应力消除，应变也随之消除。
对于实际固体，这种应变的产生和消除需要一定的时间，这种性质叫滞弹性。
粘弹性：有些材料在比较小的应力作用下可以同时表现出弹性和粘性。
虎克定律：材料在正常温度下，当应力不大时其变形是单纯的弹性变形，应力与应变的关系由实验建立。
晶格滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对于另一部分发生平移滑动。
应力：单位面积上所受的内力。
形变：材料在外力作用下，发生形状和大小的变化。
应变：物质内部各质点之间的相对位移。
本征电导：由晶体点阵的基本离子运动引起。
离子自身随热运动离开晶格形成热缺陷，缺陷本身是带电的，可作为离子电导截流子，又叫固有离子电导，在高温下显著。
杂质电导：由固定较弱的离子的运动造成，主要是杂质离子。
在低温下显著。
杂质电导率要比本征电导率大得多。
离子晶体的电导主要为杂质电导。
热电效应：自发极化电矩吸附异性电荷，异性电荷屏蔽自发极化电场而自发极化对温度影响当温度变化时释放出电荷。
极化:在外电场作用下,介质内质点政府电荷重心的分离,并转变为偶极子,即电介质在电场作用下产生感应电荷的现象.自发极化：这种极化状态并非由外加电场所引起而是由晶体内部结构特点所引起。
材料物理性能
材料物理性能
测试弹性模数的必要性
材料物理性能
几种材料在常温下的弹性模数
材料物理性能
比弹性模数
定义：指材料的弹性模数与其单位体积质 量的比值。
陶瓷的比弹性模数一般都比金属材料的大。 在金属材料中，大多数金属的比弹性模数 相差不大。
材料物理性能
材料物理性能
2.3 影响弹性模数的因素
材料的弹性模数是构成材料的离子或分子 之间键合强度的主要标志。
材料物理性能
④ 微观结构
金属材料，在合金成分不变的情况下，显 微组织对弹性模数的影响较小，晶粒大小 对弹性模数无影响。
冷加工可以降低金属及合金的弹性模数 （5%以下），只有形成强的织构才有明显 的影响，并出现弹性各项异性。 作为金属材料刚度代表的弹性模数，是一 个组织不敏感的力学性能指标。
材料物理性能
材料物理性能
真应力—真应变曲线
工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据. 在材料科学研究中，真应力与真应变将具有重要意义.
材料物理性能
第二节 弹性变形及其性能指标
2.1 弹性变形的本质
材料产生弹性变形的本质，概括来说，都是构成 材料的原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆 位置的反映。
材料物理性能
第一节 力-伸长曲线和应力-应变曲线
1.1 力—伸长曲线
材料物理性能
应力： P
FN
FN A
----胡克定律
Fl FN l l EA EA
其中：E----弹性模量，单位为Pa;
EA----杆的抗拉（压）刚度。 可得胡克定律 的另一种形式
l 规定线应变 l
材料物理性能
量子自由电子理论的主要内容：金属中正离子形成的电场是均匀的，价电子不被原子所束缚，可以在整个金属中自由地运动。
满带：全带中每一能级都被都被两个电子占据的能带。在能带图中满带是在最下方，该处电子能量低，不足以参加物理过程（除非受激发），因此满带没有导电性。
线膨胀系数：温度升高1K时，物体的相对伸长。
线性振动：是指质点间的作用力与距离成正比。
热膨胀和结合能、熔点的关系:固体材料的热膨胀与晶体点阵中质点的位能性质有关，而质点的位能性质是由质点间的结合力特性所决定的。所以，质点间结合力强 ，热膨胀系数小.熔点也取决于质点间的结合力。所以熔点高的材料膨胀系数小。
空带：所属各能级上没电子的能带。因此也无导电性。
价带：与原子中价电子的能量相对应的能带。在半导体或电绝缘体中，价带是满带中能量最高的能带。由于热激发、光辐射或掺入杂质等原因，价带可能失去少量电子，留下空穴，从而产生空穴导电性。
导带：最靠近价带而能量较高的能带.这是除去完全被电子充满的一系列能带外，还有部分被填表满的能带.此带中，电子能自由活动。由于热激发、光辐射或掺入杂质等原因，导带出现少量电子，从而产生电子导电性。
（1）材料抵抗发生瞬时断裂这类破坏的性能，称为抗热冲击断裂性；
（2）材料抵抗在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落，并不断发展，最终碎裂或变质这类破坏的性能，称为抗热冲击损伤性。
提高抗热冲击断裂性能的措施:1．提高材料强度σ，减小弹性模量E，使σ／E提高。2．提高材料的热导率λ，使R′提高。3．减小材料的热膨胀系数α。4减小表面热传递系数h。5减小产品的有效厚度rm。6有意引入裂纹，是避免灾难性热震破坏的途径。
材料物理性能
材料物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光、受电、受磁等外界作用下所表现出的性质和特点。
它是材料的内在本质，直接影响着材料的使用性能和应用范围。
材料的物理性能包括了热学性能、光学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
首先，热学性能是材料的一个重要物理性能指标。
热学性能包括导热性、热膨胀性和热稳定性等。
导热性是指材料传导热量的能力，通常用热导率来表示。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化情况，通常用线膨胀系数来表示。
热稳定性是指材料在高温环境下的性能表现，包括了热变形温度、热老化等指标。
这些性能对于材料在高温环境下的应用具有重要意义。
其次，光学性能是材料的另一个重要物理性能。
光学性能包括透光性、反射率、折射率等指标。
透光性是指材料对光的透过程度，通常用透光率来表示。
反射率是指材料对光的反射程度，通常用反射率来表示。
折射率是指材料对光的折射程度，通常用折射率来表示。
这些性能对于材料在光学器件、光学仪器等领域的应用具有重要意义。
此外，电学性能是材料的另一个重要物理性能。
电学性能包括导电性、介电常数、电阻率等指标。
导电性是指材料导电的能力，通常用电导率来表示。
介电常数是指材料在电场中的极化能力，通常用介电常数来表示。
电阻率是指材料对电流的阻碍程度，通常用电阻率来表示。
这些性能对于材料在电子器件、电气设备等领域的应用具有重要意义。
最后，磁学性能是材料的另一个重要物理性能。
磁学性能包括磁导率、磁饱和磁化强度、矫顽力等指标。
磁导率是指材料对磁场的导磁能力，通常用磁导率来表示。
磁饱和磁化强度是指材料在外磁场作用下的最大磁化强度，通常用磁饱和磁化强度来表示。
矫顽力是指材料在外磁场作用下的抗磁化能力，通常用矫顽力来表示。
这些性能对于材料在磁性材料、电机、传感器等领域的应用具有重要意义。
综上所述，材料的物理性能是材料的重要特性，直接影响着材料的使用性能和应用范围。
不同类型的材料具有不同的物理性能，因此在材料选择和应用过程中，需要充分考虑材料的物理性能指标，以确保材料能够满足特定的使用要求。
材料物理性能
参考书：
材料物理性能 哈尔滨工业大学出版社 邱成军等 TB303/Q712
材料物理性能
机械工业出版社，陈騑騢
TB303/C417
金属材料物理性能
冶金工业出版社 王润
75.211 W35
无机材料物理性能
清华大学出版社 关振铎等
71.2241/460
工程材料的性能、设计与选材 机械工业出版社，柴惠芬,石德珂编
通过材料性能的学习，可以掌握材料性能的基本概念、物理本质、 变化规律及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的各种因素及材料 性能与其化学成分、组织结构间的关系，掌握改善和提高材料性能、充 分发挥材料性能潜力的主要途径，同时了解材料性能的测试原理、方法 及相关仪器设备。
只有这样才能在合理选用材料、提高材料性能和开发新材料过程中 具有必须的基本知识、基本技能和明确的思路。
（3）T→0时，热容为0，与事实相符。
1.爱因斯坦模型
进步：能量量子化，考虑了温度因素。 不足：在T＜＜θE温区理论值较实验值下降得过快。 原因：前提、没有考虑低频率振动对热容的贡献。德拜模型在这一方面 作了改进，故能得到更好结果。
2. 德拜模型
前提：①考虑了晶体中各质点的相互作用；②对热容的贡献主要是频率 较低的声频支振动（0～ωmax），光频支振动对热容的贡献很小，忽略； ③把晶体看作连续介质；④ ωmax由分子密度和声速决定。
材料在不同制造工艺条件下所表现出来的承受加工的能力，是物理、 化学性能的综合。如铸造性能、塑性加工性能、焊接性能、切削加工 性能等。直接影响材料使用的方式、成本、生产效率等。
2.为什么要学习和研究材料的性能
材料性能学是材科科学与工程一级学科专业基础课。因为材料科 学的根本任务是：材料制备、提高材料性能、开发性能优异的新材料、 研究材料的应用，以满足各行业对材料性能要求日益提高的需要。最终 归结到材料性能上。
材料物理性能
裂纹的快速扩展（脆性材料） ：临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度，一旦裂纹临界尺寸就 迅速扩展使材料断裂。因为裂纹扩展力 G=π Cζ ²/E,C↑,G↑而 dWs/dc=2γ 是常数，因此， 裂纹一旦达到临界尺寸开始扩展，G 就越来越大于 2γ ，知道破坏。 亚临界生长：在使用应力下，裂纹随时间的推移而缓慢扩张，这种缓慢扩展叫亚临界生长。 13、 防止裂纹扩展的措施：1.作用应力不超过临界应力；2.在材料中设置吸收能量的机 构 3.认为地在材料中造成大量极微细的裂纹也能吸收能量。 14、 应力腐蚀理论：在一定的环境，温度和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖 端处，裂纹扩展动力与裂纹扩展阻力的比较构成裂纹开裂或止裂的条纹。 15、 显微结构对材料脆性断裂的影响：晶粒尺寸愈小，强度愈高；气孔率增加，强度 和弹性模量降低。 16、 提高无机材料强度改进材料韧性的途径：1.微晶，高密度与高纯度，消除缺陷，提 高晶体的完整性，强度增加。2.提高抗裂能力与预加应力。 （钢化玻璃）表面造成一层压 应力层，脆性断裂自表面开始断裂，预加应力吼需要克服该应力后才开始破坏。3.化学 强化。改变表面化学的组成，使表面的摩尔体积比内部的大，由于表面受到内部材料的 限制，就产生两向状态的压应力，从而使表面残余应力更高。通常是一种大离子置换小 离子来提高压应力。 4.相变增韧。 利用多晶多相陶瓷中某些组成成分在不同温度的相变， 体积增大使围观裂纹终止，从而达到增韧的效果。5.弥散增韧。在基体中渗入具有一定 颗粒尺寸的微细粉料，达到增韧的效果。 17、 F,m 的选择原则（纤维与晶体的匹配原则） ：1.使纤维尽可能多的承担外加负荷。为 此，应选用强度及弹性模量比基体高的纤维。2.二者的结合强度适当，否则基体中所承 受的应力无法传递到纤维上。3.应力作用的方向与纤维平行，才能发挥纤维的作用，因 此应注意纤维在基体中的排列。4.纤维与基体的热膨胀系数匹配，最好是纤维的热膨胀 系数略大于基体。5.考虑二者在高温下的化学相容性。必须保证高温下不发生纤维性能 降低的化学反应。6.必须使 Vf>Vf 临界，才能起到强化作用。 18、 热容：物体温度升高 1K 所需要增加的能量 热膨胀：物体的体积或长度随温度的 升高而增大的现象。比热：单位质量的热容。 19、 晶态固体热容经验定律：1.杜隆—珀替定律（元素热容定律） ：恒压下元素的原子 热容为 25J/（K·mol）.实际上，大部分元素的原子热容都接近该值，特别在高温时符合 地更好。局限：轻元素的原子热容有较大误差 2 柯普定律（化合物热容定律） ：化合物 分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。 20、 爱因斯坦，德拜模型比热模型的异同：同：都是在量子理论的基础上求得热容的 表达式，且两者在高温时与经典公式一致；异：1.爱因斯坦比热模型假设的是每个原子 都是一个独立的振子， 原子之间彼此无关。 所导出的热容值仅在高温下与经典公式一致， 而德拜模型考虑了晶体中原子的相互作用，把晶体近似为连续介质，声频支的震动也近 似的看作是连续的，与实验结果十分吻合；2.爱因斯坦模型的假设忽略可原子振动之间 频率的差别，导致模型在低温时不准；德拜模型考虑了晶体中原子的相互作用，高于 Wmax 不在声频支而在光频支范围，对热容贡献小，可忽略。当温度很低时，即 T<<θ D,有 Cv=12/5π 4NK(T/θ D)3,温度越低，近似越好。 热膨胀系数：温度升高 1K，物体的相对伸长或体积的相对增长值。 19、热膨胀机理 固体材料的热膨胀本质， 归结为点阵结构中的质点间平均距离随温度升高而增大。 在晶格振 动中相邻质点间的作用力实际是非线性的，质点在平衡位置两侧时，受力并不对称。在在质 点平衡位置两侧，合力曲线斜率时不相等的。当 r<r0 时，斜率较小，引力随位移的增大要 慢一些。在这样的受力情况下，质点平衡位置就要向右移，温度越高，相邻质点间平均距离
材料物理性能
2.杜隆-珀替定律（元素的热容定律）：恒压下元素的原子热容为25/(K.mol);热容与温度无关奈曼-柯普定律化合物的热容定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
4.5.热膨胀与化学键关系：对分子晶体，分子间是弱的范德华力作用，膨胀系数大；共价键的材料如金刚石作用力很强，对高聚物沿链方向共价键连接，垂直链的方向近邻分子间是弱范德华力因此结晶高聚物和取向高聚物热膨胀有很大各向异性，高聚物热膨胀系数比金属高7.钢中A、M、F热膨胀系数大小：A＞F＞M8.Me对膨胀系数的影响：主要取决于形成K还是固溶于F中，前者使α增大后者减小。
9.金属、高聚物、无机非金属热传导大小和传导机制：热导率λ是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。
金属中有大量质量很轻的自由电子，能迅速传递热，无机非金属中自由电子很少，晶格振动是主要导热机制，低温声子导热（声频支格波—弹性波—声波—声子），高温时光子导热；绝缘材料声子导热；高聚物声子热传导机制在低温区，随着温度升高，λ增大；温度升至玻璃化温度时，λ出现极大值；温度高于玻璃化温度后，由于分子排列变得越来越疏松，λ也越来越小。
10.晶体中缺陷、杂质如何影响热导率：引起格波散射等效于声子平均自由程减小→↓λ11.固溶体中溶质含量、性质如何影响热导率：溶质元素的质量大小与溶剂元素相差愈大取代后结合力改变愈大，对λ影响愈大，低温时影响随T↑而↑，T高于0.5德拜温度时，与T 无关原因：低温下声子传导的平均波长远大于点缺陷的线度，不引起散射，T↑平均波长↓→接近点缺陷线度→散射达到最大，再升温散射也不变化12.抗热冲击断裂：抵抗无机材料发生瞬时断裂的性能抗热冲击损伤：抵抗材料在热冲击循环作用下表面发生开裂剥落以致最终破裂或变质的性能13.多相材料产生热应力原因：不同相有不同膨胀系数，温度变化各相膨胀收缩量不同而相互牵制产生热应力14.提高抗热冲击断裂措施：①↑材料强度σ↓弹性模量E，使σ/E↑，即提高材料的柔韧性能吸收较多的弹性应变能而不开裂，↑热稳定性②↑热导率λ，使R’↑，λ大→传热快→内外温差较快平衡，↓热应力聚集③↓热膨胀系数α④↓表面热传递系数h⑤↓产品有效厚度15.差热分析法（DTA）：在程序控制温度下将被测材料与参比物在相同条件下加热或冷却，测量试样与参比物之间温差随温度、时间的变化关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章1、应力：单位面积上所受的内力ζ=F/A2、应变：描述物体内部质点之间的相对运动ε=△L/Lo3、晶格滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动。
条件：①移动较小的距离即可恢复、②静电作用上移动中无大的斥力4、塑性形变过程：①理论上剪切强度：克服化学键所产生的强度。
当η>ηo时，发生滑移（临界剪切应力），η=ηm sin(2πx/λ),x<<λ时，η=ηm（2πx/λ）。
由虎克定律η0=Gx/λ.则Gx/λ=ηm（2πx/λ）→ηm=G/2π;②位错运动理论：实际晶体中存在错位缺陷，当受剪应力作用时，并不是晶体内两部分整体相互错动，而是位错在滑移面上沿滑移方向运动，使位错运动所需的力比是晶体两部分整体相互华东所需的力小的多，故实际晶体的滑移是位错运动的结果。
位错是一种缺陷，位错的运动是接力式的；③位错增值理论：在时间t内不但比N个位错通过试样边界，而且还会引起位错增值，使通过便捷的位错数量增加到NS个，其中S位位错增值系数。
过程机理画图5、高温蠕变：在高温、恒定应力的作用下，随着时间的延长，应变不断增加。
⑴起始阶段0-a：在外力作用下瞬时发生弹性形变，与时间无关。
⑵蠕变减速阶段a-b：应变速率随时间递减，即a-b段的斜率dε/dt随时间的增加而愈小，曲线愈来愈平缓。
原因：受阻碍较小，容易运动的位错解放出来后，蠕变速率就会降低；⑶稳态蠕变阶段b-c：入编速率几乎保持不变，即dε/dt=K（常数）原因：容易运动的位错解放后，而受阻较大的位错未被解放。
⑷加速入编阶段c-d:应变绿随时间增加而增加，曲线变陡。
原因：继续增加温度或延长时间，受阻碍较大的位错也能进一步解放出来。
影响入编的因素：⒈温度，温度升高，入编增加。
⒉应力，拉应力增加，蠕变增加，压应力增加，蠕变减小⒊气孔率增加，蠕变增加，晶粒愈小，蠕变率愈小。
⒋组成。
⒌晶体结构。
6、弹性形变：外力移去后可以恢复的形变。
塑性形变：外力移去后不可恢复的形变第二章7、突发性断裂（快速扩展）：在临界状态下，断裂源处的裂纹尖端所受的横向拉应力正好等于结合强度时，裂纹产生突发性扩展。
（一旦扩展，引起周围盈利的再分配，导致裂纹的加速扩展，出现突出性断裂）8、裂纹缓慢生长：当裂纹尖端处的横向拉应力尚不足以引起扩展，但在长期受应力的情况下，特别是同时处于高温环境中时，还会出现裂纹的缓慢生长。
9、理论结合强度：无机材料的抗压强度大约是抗拉强度的10倍。
δth=(EΥ/a)0.5→(Υ=aE/100)→δth=E/10(a：晶格常数，Υ：断裂表面能断裂表面能Υ比自由表面能大。
这是因为储存的弹性应变能除消耗于形成新表面外，还有一部分要消耗在塑性形变、声能、热能等方面。
10、Griffith微裂纹理论：⑴Inglis尖端分析：孔洞两个端部的应力取决于孔洞的长度和端部的曲率半径而与孔洞的形状无关。
应用：修玻璃通过打孔增加曲率来减慢裂纹扩展。
⑵Griffith能量分析：物体内储存的弹性应变能的降低大于等于开裂形成两个新表面所需的表面能。
（产生一条长度2C的裂纹，应变能降低为We，形成两个新断面所需表面能为Ws）。
裂纹进一步扩展（2dc，单位面积所释放的能量为dWe/2dc，形成新的单位表面积所需的表面能为dWs/2dc。
）当dWe/2dc<dWs/2dc时，为稳定状态，裂纹不会扩展；当dWe/2dc>dWs/2dc时，裂纹失稳，迅速扩展；当dWe/2dc=dWs/2dc时，为临界状态。
应用：尽数剪裁上通过反复折导致剪断。
11、选择材料的标准：δ<δc,即使用应力小于断裂应力；Ki<Kic（Ki=Yδc0.5,为应力场强度因子；Kic为平面应变断裂韧性），即使用应力场强度因子小于平面应变断裂韧性12、裂纹的起源：1.由于晶体微观结构存在缺陷，当受外力作用时，在这些缺陷外就会引起应力集中，导致裂纹成核。
2.材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹；3.由于热应力引起裂纹。
裂纹的快速扩展（脆性材料）：临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度，一旦裂纹临界尺寸就迅速扩展使材料断裂。
因为裂纹扩展力G=πCζ²/E,C↑,G↑而dWs/dc=2γ是常数，因此，裂纹一旦达到临界尺寸开始扩展，G就越来越大于2γ，知道破坏。
亚临界生长：在使用应力下，裂纹随时间的推移而缓慢扩张，这种缓慢扩展叫亚临界生长。
13、防止裂纹扩展的措施：1.作用应力不超过临界应力；2.在材料中设置吸收能量的机构3.认为地在材料中造成大量极微细的裂纹也能吸收能量。
14、应力腐蚀理论：在一定的环境，温度和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖端处，裂纹扩展动力与裂纹扩展阻力的比较构成裂纹开裂或止裂的条纹。
15、显微结构对材料脆性断裂的影响：晶粒尺寸愈小，强度愈高；气孔率增加，强度和弹性模量降低。
16、提高无机材料强度改进材料韧性的途径：1.微晶，高密度与高纯度，消除缺陷，提高晶体的完整性，强度增加。
2.提高抗裂能力与预加应力。
（钢化玻璃）表面造成一层压应力层，脆性断裂自表面开始断裂，预加应力吼需要克服该应力后才开始破坏。
3.化学强化。
改变表面化学的组成，使表面的摩尔体积比内部的大，由于表面受到内部材料的限制，就产生两向状态的压应力，从而使表面残余应力更高。
通常是一种大离子置换小离子来提高压应力。
4.相变增韧。
利用多晶多相陶瓷中某些组成成分在不同温度的相变，体积增大使围观裂纹终止，从而达到增韧的效果。
5.弥散增韧。
在基体中渗入具有一定颗粒尺寸的微细粉料，达到增韧的效果。
17、F,m的选择原则（纤维与晶体的匹配原则）：1.使纤维尽可能多的承担外加负荷。
为此，应选用强度及弹性模量比基体高的纤维。
2.二者的结合强度适当，否则基体中所承受的应力无法传递到纤维上。
3.应力作用的方向与纤维平行，才能发挥纤维的作用，因此应注意纤维在基体中的排列。
4.纤维与基体的热膨胀系数匹配，最好是纤维的热膨胀系数略大于基体。
5.考虑二者在高温下的化学相容性。
必须保证高温下不发生纤维性能降低的化学反应。
6.必须使Vf>Vf临界，才能起到强化作用。
第三章18、热容：物体温度升高1K所需要增加的能量热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。
比热：单位质量的热容。
19、晶态固体热容经验定律：1.杜隆—珀替定律（元素热容定律）：恒压下元素的原子热容为25J/（K·mol）.实际上，大部分元素的原子热容都接近该值，特别在高温时符合地更好。
局限：轻元素的原子热容有较大误差2柯普定律（化合物热容定律）：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
20、爱因斯坦，德拜模型比热模型的异同：同：都是在量子理论的基础上求得热容的表达式，且两者在高温时与经典公式一致；异：1.爱因斯坦比热模型假设的是每个原子都是一个独立的振子，原子之间彼此无关。
所导出的热容值仅在高温下与经典公式一致，而德拜模型考虑了晶体中原子的相互作用，把晶体近似为连续介质，声频支的震动也近似的看作是连续的，与实验结果十分吻合；2.爱因斯坦模型的假设忽略可原子振动之间频率的差别，导致模型在低温时不准；德拜模型考虑了晶体中原子的相互作用，高于Wmax不在声频支而在光频支范围，对热容贡献小，可忽略。
当温度很低时，即T<<θD,有Cv=12/5π4NK(T/θD)3,温度越低，近似越好。
21、热膨胀系数：温度升高1K，物体的相对伸长或体积的相对增长值。
19、热膨胀机理固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中的质点间平均距离随温度升高而增大。
在晶格振动中相邻质点间的作用力实际是非线性的，质点在平衡位置两侧时，受力并不对称。
在在质点平衡位置两侧，合力曲线斜率时不相等的。
当r<r0时，斜率较小，引力随位移的增大要慢一些。
在这样的受力情况下，质点平衡位置就要向右移，温度越高，相邻质点间平均距离就增加得越多，以致晶胞参数增大，晶体膨胀。
20、陶瓷表面釉层的选择：应选择釉的膨胀系数适当地小于胚体的膨胀系数，制品的力学强度得以提高。
釉的膨胀系数比胚小，烧成后的制品在冷却过程中表面釉层的收缩比胚体小，使釉层中存在压应力，均匀分布的预压应力能明显地提高材料的力学强度。
同时，这一压应力也抑制釉层微裂纹的产生，并阻碍其发展，因而使强度提高。
21、热传导稳定传热：傅里叶定律，即传热过程中，材料在x方向上各处的温度T是恒定的，与时间无关。
非稳定传热：即物体内各处的温度随时间而变化。
影响热导率的因素：①温度的影响：耐火氧化物多晶材料在实用的温度范围内，T↑，λ↓。
②显微结构的影响：晶体结构越复杂，λ越小；同一种物质，λ多晶<λ单晶，λ非晶﹤λ晶体。
③化学组成的影响：一般原子量越大，λ越小；晶体中存在缺陷和杂质时，杂质浓度低时，λ迅速降低；固溶体的形成使λ↓；复相陶瓷中连续相增加时λ↓。
④气孔的影响：在不改变结构状态的情况下，气孔率↑，λ↓。
22、热稳定性的表示方法：1.冷热循环次数。
以普通耐火材料为例，常将试样一端加热到1123k并保温40分钟，然后置于283k—293k的流动水中3分钟，或在空气中5—10分钟，并重复这样的操作，直至试件失重20%为止，以这样的操作次数来表征材料的热稳定性。
2.强度变化率。
3.温度差。
如日用陶瓷通常是以一定规格的试样加热到一定温度然后立即置于冷水中冷却，直至观测到试样发生龟裂，则以产生龟裂前一次的加热温度来表征其热稳定性。
23、抗热冲击断裂性能：理论基础：热弹性力学，以强度-应力为依据，适用于玻璃，日用陶瓷等。
第一热应力断裂抵抗因子∕第一热应力因子，表征材料热稳定性。
第二热应力断裂抵抗因子，考虑热量传递和散热的因素。
第三热应力因子，考虑温度变化速率。
抗热冲击损伤性能：理论基础：断裂力学，以应变能-断裂能为判据，适用于高温结构陶瓷材料、耐火材料。
改善措施：抗热冲击断裂性能抗热冲击损伤性能ζ↑E↓ζ↓E↑λ↑，α↓，h↓，制品厚度（尺寸）↓适当的微裂纹第五章24、电导：带电的载流子定向移动电导率：电阻率的倒数（ζ=1／ρ）迁移率：μ=v／E，载流子在单位电场中的迁移速度迁移数：指定种类的载流体所运载的电流与总电流之比25、δ=Ae-B/T（B为杂质电导活化能）lnδ=lnA-B·1/T图特点：①杂质多的ζ＞杂质少的ζ②图中出现转折点③杂质量增加，转折点左移④杂质电导斜率小，本征电导斜率大⑤T↑，ζ↑低温下杂质点到占主要地位。
这是由于杂志活化能比基本点阵离子的花花能小许多的缘故。
高温下，本正点到其主要作用。
因为热运动能量的增高，使本征电导的载流子数显著增多。
离子扩散机构：空位扩散；间隙扩散；亚晶格间隙扩散玻璃态电导碱离子生长对其影响：在碱金属氧化物含量不大的情况下，电导率与碱金属离子浓度有直线关系。